【正文】 s 發(fā)顯示碼到 7279，并延時(shí) 25us R0 單元內(nèi)容查表，將得到的字形碼發(fā)送至 7279 延時(shí) 8us，去除片選信號，修改 R0 和 R1 R61=0？ N 電機(jī)驅(qū)動(dòng)子程序 電機(jī)正轉(zhuǎn) 電機(jī)反轉(zhuǎn) 延時(shí) 5 秒 延時(shí) 5 秒 電機(jī)停止 電機(jī)停止 返 回 第 34 頁 共 61 頁 （ 7）鍵盤處理子程序 HD7279 與單片機(jī)通信來相應(yīng)按鍵操作，單片機(jī)只需檢測和比對 HD7279 發(fā)送來的代碼即可。 圖 數(shù)字鍵處理子程序流程圖 （ 2）確認(rèn)鍵處理子程序 輸入或修改密碼時(shí)進(jìn)行確認(rèn)操作，程序流程圖如 。在誤差許可范圍內(nèi)，根據(jù)標(biāo)定曲線形狀，以及單片機(jī)處理能力，把曲線分成若干小段，對每小段分別線性化根據(jù)分段線性插值法求輸入單片機(jī)的某一電壓值對應(yīng)的煙霧濃度的 公式如下： () 式中， N 為所分區(qū)間個(gè)數(shù)， f(x)為實(shí)際煙霧檢測濃度， x為實(shí)際氣體檢測濃度對應(yīng)的電壓值， xi 是區(qū)間的下限濃度對應(yīng)電壓值， xi+1 是區(qū)間的上限濃度對應(yīng)電壓值， f(xi)為Y N 調(diào)用 A/D 采樣 將采樣值排序 求第二個(gè)到第九個(gè)采樣值的累加和 將累加和求平均值 送入寄存器 開 始 設(shè)定采樣次數(shù) 已達(dá)到設(shè)定次數(shù)到設(shè)定次數(shù) 第 27 頁 共 61 頁 區(qū)間下限煙霧濃度值， f(xi+1)為區(qū)間上限煙霧濃度值。然后關(guān)閉蜂鳴器，開啟綠燈，設(shè)置報(bào)Y 開始 初始化 傳感器預(yù)熱、故障檢測 鍵盤處理 報(bào)警限設(shè)置 報(bào)警子程序 平均值法濾波 線性化處理 設(shè)置指示燈狀態(tài) Y N 是否按下模式切換 A/D 轉(zhuǎn)換 N 是否超過報(bào)警限 濃度顯示 第 25 頁 共 61 頁 警限初值。預(yù)熱同時(shí)，對傳感器加熱絲故障檢測，采用軟件方式檢測傳感器加熱絲或電纜線是否斷線或者接觸不良。 EEPROM 在本系統(tǒng)用主要用來存儲用戶的密碼，配合鍵盤來實(shí)現(xiàn)對門鎖的監(jiān)控，電路圖如圖 。微處理器所采用的鍵盤有兩種，一種是 第 22 頁 共 61 頁 全編碼鍵盤；另一種是非編碼鍵盤。 圖 電機(jī)控制電路 L298 芯片是一種高壓、大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，其設(shè)計(jì)是為接受標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯電平信號和驅(qū)動(dòng)電感負(fù)載的，例如繼電器、圓筒形線圈、直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)可由半階梯、 正常和斬波驅(qū)動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)，同時(shí)設(shè)于晶片內(nèi)的ＰＷＭ斬波線路容許以開關(guān)形式控制線路的電流。 第 20 頁 共 61 頁 圖 A/D 模塊電路圖 無線通信模塊 本系統(tǒng)采用 nrf24l01 作為無線通信控制模塊，可使用手持的微型無線電遙控器，可以使報(bào)警裝置進(jìn)入布防狀態(tài)或撤防狀態(tài)。 本文采用的 DS18B20 作為火災(zāi)的溫度監(jiān)控傳感器，它是單總線結(jié)構(gòu)與單片機(jī)僅需一根數(shù)據(jù)線即可，圖 為 DS18B20 與單片機(jī)的連接圖， 2 端直接接單片機(jī)的管腳相連。每一位都能作為可編程的通用 輸入／輸出線。本系統(tǒng)使用的兩款單片機(jī)均需要 5V 供電，而且兩款單片機(jī)的外部晶振均可使用 無源晶振，引腳布局也是相同的，所以他們的最小系統(tǒng)是可以互相轉(zhuǎn)換的 [16]。它能方便地采用三線串行接口方式與各種微處理器連接，構(gòu)成各種廉價(jià)的測控應(yīng)用系統(tǒng)。通過緩存器讀寄存器。主要首先提供以下功能命令之一： （ 1）讀 ROM； （ 2） ROM 匹配； （ 3）搜索 ROM； （ 4）跳過 ROM； （ 5）報(bào)警檢查。選擇適當(dāng)?shù)碾娮枳柚担沟卯?dāng)氣體濃度達(dá)到一定程度（如 CO 濃度達(dá)到 ﹪）時(shí)， VA 端獲得適當(dāng)?shù)碾妷海ㄔO(shè)為 3V）。 AT89S52是 AT89C51升級版，它們都是 8051的內(nèi)核， 52是 51的增強(qiáng)型， S52比 C51,定時(shí)器多一個(gè) T2， RAM 多 128B， ROM 多 4K，中斷多 2 個(gè)，多一個(gè)看門狗 ,在掉電、數(shù)據(jù)指針等方面還有一些改進(jìn)， S52 的最高外接晶振可以達(dá)到33MHz， C51 大概只有 24MHz。不斷發(fā)展的半導(dǎo)體工藝也讓該單片機(jī)的功耗不斷降低。并且也要考慮選擇低 價(jià)實(shí)用的機(jī)型，并為研制同一系列低功耗產(chǎn)品做準(zhǔn)備 [11]。它們組合應(yīng)用起來就可構(gòu)成一個(gè)發(fā)射、 —接收的數(shù)字編譯碼系統(tǒng)。 火災(zāi)報(bào)警器是重要的安全設(shè)備，一切重要的場所，如大型物資倉庫、隧道、大型船舶、高層建筑都應(yīng)該安裝。正常的情況下，探測器的電路斷開，當(dāng)溫度升到一定值時(shí)，由于金屬膨脹、延伸，導(dǎo)體接通，于是發(fā)出了信號。在正常的情況下，內(nèi)外電離室的電流、電壓都是穩(wěn)定的。感光型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)就是通過響應(yīng)火災(zāi)中產(chǎn)生的光特性，即擴(kuò)散火焰的光強(qiáng)度和閃爍頻率，來觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)的。整體電路設(shè)計(jì)框圖如圖 所示： 圖 系統(tǒng)原理及組成框圖 火災(zāi) 報(bào)警系統(tǒng)類型及火災(zāi)探測器選型 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)類型 根據(jù)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中所使用的探測器種類，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)可以分為以下四種： (1)感溫型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) 由于火災(zāi)發(fā)生時(shí)燃燒物會產(chǎn)生大量的熱量，使得周圍溫度迅速變化。 (4)系統(tǒng)軟件可 靠性設(shè)計(jì)。針對目前家庭防火防盜系統(tǒng)的現(xiàn)狀，在以下幾個(gè)方面對系統(tǒng)進(jìn)行研究： (1)傳感器 部分設(shè)計(jì)。伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)必將得到更快的發(fā)展 [5]。 火災(zāi)是可燃物在時(shí)間或空間上失去控制的燃燒所造成的災(zāi)害，是威脅公眾安全和社會發(fā)展的主要災(zāi)害之一。同時(shí)人類已經(jīng)進(jìn)入二十一世紀(jì)，傳統(tǒng)的防盜門窗越來越不能滿足人們?nèi)粘７婪兜囊?，因此人們迫切需要一種智能型家庭安全防范報(bào)警系統(tǒng) [4]。現(xiàn)在一般居民住宅的主要防盜措施僅限于防盜窗、防盜門，雖有一定的防盜作用，在災(zāi)害發(fā)生的情況下，使逃生更加困難。比如主動(dòng)紅外入侵探測器從傳統(tǒng)型向編碼調(diào)制型發(fā)展，說明隨著科技的普及、隨著報(bào)警產(chǎn)品應(yīng)用面的擴(kuò)大，傳統(tǒng)型主動(dòng)紅外入侵探測器產(chǎn)品存在的問題逐漸暴露，由于密集安裝引發(fā)誤報(bào)警、漏報(bào)警、可以被同型號或同類產(chǎn)品替代；對于 新型建筑結(jié)構(gòu)，比如現(xiàn)代造型的圍墻等無法安裝、使用；對于窗、陽臺等也無法有效防范等；被動(dòng)紅外入侵探測器開始從室內(nèi)防范向室外防范發(fā)展，說明室內(nèi)防范的局限性日漸顯現(xiàn)，防范開始向室外 /戶外推進(jìn)。 第 1 頁 共 61 頁 1 緒論 引言 針對當(dāng)前火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)存在的通訊協(xié)議不一致，系統(tǒng)誤報(bào)、漏報(bào)頻繁，智能化程度低，網(wǎng)絡(luò)化程度低、特殊惡劣環(huán)境的火災(zāi)探測報(bào)警抗干擾等問題較為突出的現(xiàn)象，提出在符合國家消防規(guī)范的基礎(chǔ)下采用統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)、開放的通訊協(xié)議，通過對新技術(shù)、新工藝、新材料和新設(shè)備的應(yīng)用研究，對系統(tǒng)方案、設(shè)備選型的優(yōu)化組合，改進(jìn)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的工作性能、減少維護(hù)費(fèi)用和維護(hù)要求，向著高可靠性、高靈敏性、低誤報(bào)率、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、技術(shù)智能化方向發(fā)展，為更好的預(yù)防和遏制建筑火災(zāi)提供了強(qiáng)有力的保障，從而更好的保護(hù)國家和人民的生命 、財(cái)產(chǎn)安全 [1]。 基于單片機(jī)的火災(zāi)防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘 要 隨著社會的發(fā)展，單個(gè)家庭的經(jīng)濟(jì)積累越來越多，人們對于家庭災(zāi)情的防控也給予了越來越多的重視。這是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警應(yīng)用技術(shù)的研究發(fā)展趨勢 。但是由于其產(chǎn)品探測原理的限制，其室外型產(chǎn)品的防范效果、工作穩(wěn)定性等各方面均不盡人意。另外，小區(qū)安全措施不足；居民安全意識有待增強(qiáng)；安全防范系統(tǒng)也急需普及。智能住宅己開始引起人們的關(guān)注?；?，在給人類帶來文明進(jìn)步、光明和溫暖的同時(shí)也在其失去控制之時(shí)給人類造成了巨大的災(zāi)難。 單片微型計(jì)算機(jī)簡稱單片機(jī)（ Microcontroller Unit），是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器 CPU 隨機(jī)存儲器 RAM、只讀存儲器 ROM、多種 I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器 /計(jì)時(shí)器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善 的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。對防火和防盜傳感器進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)，對傳感器輸出信號進(jìn)行相應(yīng)的處理，由單片機(jī)對處理好的信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換、運(yùn)算、存儲、發(fā)送等操作。在本系統(tǒng)中，系統(tǒng)控制軟件采取了一些切實(shí)可行的措施，包括采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法、軟件陷阱和 ―看門狗 、合理安排中斷等。感溫型傳 感 器 放大電路 A/D轉(zhuǎn)換 單 片 機(jī) 狀態(tài)指示 聲音報(bào)警 溫度顯示 按鍵 第 7 頁 共 61 頁 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)就是通過判斷周圍溫度變化而產(chǎn)生響應(yīng)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，再把溫度的變化轉(zhuǎn)換為電信號以達(dá)到判斷報(bào)警的目的。根據(jù)感應(yīng)的敏感波長，可以將感光型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)分為對波長較短的光輻射敏感的紫外報(bào)警系統(tǒng)和對波長較長的光 輻射敏感的紅外報(bào)警系統(tǒng)。一旦有煙霧竄逃外電離室，干擾了帶電粒子的正常運(yùn)動(dòng)，電流、電壓就有所改變，破壞了內(nèi)外電離室之間的平衡，于是就發(fā)出了信號。一種是利用某些金屬易熔 的特性，在探測器里固定一塊低熔點(diǎn)合金，當(dāng)溫度升到它的熔點(diǎn)（ 70～ 90℃ ）時(shí)，金屬熔化，借助彈簧的作用力，使觸頭相碰，電路接通，發(fā)出信號。它還可以與自動(dòng)滅火設(shè)備一起組成自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)滅火的 ―自動(dòng)消防隊(duì) ‖。 (3)無線發(fā)射接收技術(shù) 無 線發(fā)射電路部分主要運(yùn)用高頻功率放大器的原理制成，以 LC 諧振網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載構(gòu)成諧振功率放大器。根據(jù)多方面的比較，本設(shè)計(jì)選用 ATMEL 公司的 AT89S52 單片機(jī)作為控制器。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的具體情況，采用雙列直插 DIP40 封裝。另外 S52 比 C51 還增加了 ISP 功能，就是在線可編程功能，這可是很有用的功能哦，首先是省去購買編程器的錢，另外，對于買不起仿真器或希望能板上調(diào)試（就是插在成品電路板上調(diào)試）的人來說十分有價(jià)值，你可以隨時(shí)更新插在電路板上的單片機(jī)的程序，十 分方便。圖 為 TGS202 檢測電路。 第 13 頁 共 61 頁 若指令成功地使 DS18B20完成溫度測量，數(shù)據(jù)存儲在 DS18B20 的存儲器。所有數(shù)據(jù)的讀，寫都是從最低位開始。圖 是TLC549 的引腳圖。在這里就以 AT89S52 為例來說明最小系統(tǒng)的構(gòu)成。 P2 口 (~ 共 8 條引腳，即 21~28 腳 )： P2 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I／ O 口。 圖 CH376 與單片機(jī)連接圖 RS232 串口設(shè)計(jì) 為了便于上位機(jī)查看調(diào)試結(jié)果，我在整體系統(tǒng)中加入了串口來監(jiān)視程序運(yùn)行的情況，我們采用串行接口 RS232 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信， RS232C 是 美國電子工業(yè)協(xié)會EIA（ Electronic Industry Association）制定的一種串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)。在門和控制端均有一塊 nrf24l01模塊進(jìn)行無線通信， nrf24l01 使用 spi 接口與單片機(jī)進(jìn)行通信，由于 AT89s52 單片機(jī)上沒有硬件 spi 需要軟件模擬，我選用了單片機(jī) 到 這四個(gè)管腳作為模擬的 spi 口，圖 3 13 為 nrf24l01 的連接圖。此器件只需要時(shí)鐘、方向和模式輸入信號。具有兩抑制輸人來使器件不受輸入信號影響。全編碼鍵盤能夠由硬件邏輯自動(dòng)提供與被按鍵對應(yīng)的編碼，此外，還會具有去抖動(dòng)和多鍵、竄鍵保護(hù)電路，這種鍵盤使用方便，但需要較多的硬件，價(jià)格較貴，一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)很少采用。 SCL為同步時(shí)鐘輸入端， SDA 為數(shù)據(jù)總線，與 DS18B20一樣 ST24C02B3 也是單總線結(jié)構(gòu)。 程序初始化結(jié)束后，系統(tǒng)進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)。 圖 主程序初始化流程圖 （ 2）濾波子程序 在對氣體濃度采樣時(shí)，可能會遇到尖峰脈沖干擾的現(xiàn)象，這種干擾通常只影響個(gè)別采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)，得到的數(shù)據(jù)與其他采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)相差比較大，所以要進(jìn)行處理。分段插值法線性化程序流程圖如圖 所示： 圖 線性化子程序流程圖 （ 4）報(bào)警子程序 當(dāng)煙霧濃度或溫度值超過報(bào)警限設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)會接收信號控制蜂鳴器發(fā)聲，對應(yīng)指示燈會閃亮以提示操作人員采取安全對策或自動(dòng)控制相關(guān)安全裝置，從而保障生產(chǎn)安全，避免火災(zāi)和爆炸事故的發(fā)生。當(dāng)確認(rèn)輸入完成時(shí)，若正在執(zhí)行的是輸入密碼的操作，則會調(diào)用密碼對比的子程序；若正在執(zhí)行的是修改密碼操作，按下后執(zhí)行密碼擦除以及重寫操作 。子程序的流程圖如圖 所示。本文用到的 AT89C52 單片機(jī)支持匯編語言、 C 語言或者二者的混合語言編寫程序。 調(diào)試工具 1）單片機(jī)編程工具 本系統(tǒng)軟件編程使用 KeilμVision 4軟件來完成， Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語